水的來源,用途,現況 10 point




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我想知水的來源,用途和現況





水(H2O)是由氫、氧兩種元素組成的無機物,在常溫常壓下為無色無味的透明液體。水是地球上最常見的物質之一,是包括人類在內所有生命生存的重要資源,也是生物體最重要的組成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人類很早就開始對水產生了認識,東西方古代樸素的物質觀中都把水視為一種基本的組成元素,水是中國古代五行之一;西方古代的四元素說中也有水。 水的性質 水在常溫常壓下為無色無味的透明液體。在自然界,純水是罕見的,水通常多是酸、鹼、鹽等物質的溶液,習慣上仍然把這種水溶液稱為水。純水可以通過蒸餾作用取得,當然,這也是相對意義上純水,不可能絕對沒有雜質。水是一種可以在液態、氣態和固態之間轉化的物質。固態的水稱為冰;氣態叫水蒸氣。 在20℃時,水的熱導率為0.006 J/s·cm·K,冰的熱導率為0.023 J/s·cm·K,在雪的密度為0.1×103 kg/m3時,雪的熱導率為0.00029 J/s·cm·K。水的密度在3.98℃時最大,為1×103kg/m3,溫度高於3.98℃時,水的密度隨溫度升高而減小 ,在0~3.98℃時,水不服從熱脹冷縮的規律,密度隨溫度的升高而增加。水在0℃時,密度為0.99987×103 kg/m3,冰在0℃時,密度為0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。 水的熱穩定性很強,水蒸氣加熱到2000K以上,也只有極少量離解為氫和氧,但水在通電的條件下(電解)會離解為氫和氧。具有很大的內聚力和表面張力,除汞以外,水的表面張力最大,並能產生較明顯的毛細現象和吸附現象。純水有極微弱的導電能力,但普通的水因含有少量電解質(如礦物質、溶解大氣中二氧化碳形成的碳酸)而有較強的導電能力。 水的來源 地球是太陽系八大行星之中唯一被液態水所覆蓋的星球。地球上水的起源在學術上存在很大的分歧,目前有幾十種不同的水形成學說。有觀點認為在地球形成初期,原始大氣中的氫、氧化合成水,水蒸氣逐步凝結下來並形成海洋;也有觀點認為,形成地球的星雲物質中原先就存在水的成分。另外的觀點認為,原始地殼中矽酸鹽等物質受火山影響而發生反應、析出水分。也有觀點認為,被地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源,甚至現在地球上的水還在不停增加。 水在地球上的分佈 地球表層水體構成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼澤、冰川、積雪、地下水和大氣中的水。由於注入海洋的水帶有一定的鹽分, 加上常年的積累和蒸發作用,海和大洋里的水都是鹹水,不能被直接飲用。某些湖泊的水也是含鹽水。世界上最大的水體是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。歐亞大陸上的裡海是最大的鹹水湖。 地球上水的體積大約有 1 360 000 000 立方公里. 當中 海洋占了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。 冰川和冰蓋占了25 000 000立方公里(或1.8%)。 地下水佔了13 000 000立方公里(或者0.9%)。 湖泊,內陸海,和河裡的淡水占了250 000 立方公里(或0.02%)。 大氣中的水蒸氣在任何已知的時候都占了13 000立方公里(或0.001%)。 水的地理意義 對氣候的影響 水對氣候具有調節作用。大氣中的水氣能阻擋地球輻射量的60%,保護地球不致冷卻。海洋和陸地水體在夏季能吸收和積累熱量,使氣溫不致過高;在冬季則能緩慢地釋放熱量,使氣溫不致過低。 海洋和地表中的水蒸發到天空中形成了雲,雲中的水通過降水落下來變成雨,冬天則變成雪。落於地表上的水滲入地下形成地下水;地下水又從地層里冒出來,形成泉水,經過小溪、江河匯入大海。形成一個水循環。 雨雪等降水活動對氣候形成重要的影響。在溫帶季風性氣候中,季風帶來了豐富的水氣,形成明顯的乾濕兩季。 此外,在自然界中,由於不同的氣候條件,水還會以冰雹、霧、露水、霜等形態出現並影響氣候和人類的活動。 對地貌的影響 地球表面有71%被水覆蓋,從空中來看,地球是個藍色的星球。水侵蝕岩石土壤,沖淤河道,搬運泥沙,營造平原,改變地表形態。 對生命的影響 地球上的生命最初是在水中出現的。水是所有生物體的重要組成部分。人體中水占70%;而水母中98%都是水。水中生活著大量的水生植被等水生生物。 水有利於體內化學反應的進行,在生物體內還起到運輸物質的作用。 水對於維持生物體溫度的穩定起很大作用。 水的種類 不同的學科對水有著一些不同的稱呼: 根據水質的不同,可以分為: 軟水:硬度低於8度的水為軟水。 硬水:硬度高於8度的水為硬水。硬水會影響洗滌劑的效果,硬水加熱會有較多的水垢。 根據氯化鈉的含量,可以分為: 淡水。 鹹水 此外還有: 生物水:在各種生命體系中存在的不同狀態的水。 天然水: 土壤水:貯存於土壤內的水 地下水:貯存於地下的水 超純水:純度極高的水,多用於集成電路工業 結晶水:又稱水合水。在結晶物質中,以化學鍵力與離子或分子相結合的、數量一定的水分子。 重水的化學分子式為D2O,每個重水分子由兩個氘原子和一個氧原子構成。重水在天然水中占不到萬分之二,通過電解水得到的重水比黃金還昂貴。重水可以用來做原子反應爐的減速劑和載熱劑。 超重水的化學分子式為T2O,每個重水分子由兩個氚原子和一個氧原子構成。超重水在天然水中極其稀少,其比例不到十億分之一。超重水的制取成本比重水還要高上萬倍。 半重水的化學分子式為HDO,每個分子中含一個氫原子、一個氘原子和一個氧原子。用途不大。 與水相關的化學反應 水的電離與溶液pH值 水是一種極弱的電解質,它能微弱地電離: H2O+H2O?H3O++OH? 通常H3O+簡寫為H+ 水的離子積 Kw=[H+][OH?] 25度時,Kw=1×10?14 pH=?log10([H+]) pH<7,溶液為酸性,pH=7,溶液為中性,pH>7,溶液為鹼性。 能溶於水的酸性氧化物或鹼性氧化物都能與水反應,生成相應的含氧酸或鹼。酸和鹼發生中和反應生成鹽和水。水在電流的作用下能夠分解成氫氣和氧氣。鹼金屬和水接觸會發生燃燒。 在催化劑的作用下,無機物和有機物能夠與水進行水解反應: 有機物的水解:有機物分子中的某種原子或原子團被水分子的氫原子或羥基(-OH)代換,例如乙酸甲酯的水解: CH3COOCH3+ H2O 圖片參考:http://upload.wikimedia.org/math/b/7/8/b78286a473d99ba959caf406cea7e493.png CH3OH+ CH3COOH 無機物的水解:通常是鹽的水解,例如弱酸鹽乙酸鈉與水中的H+結合成弱酸,使溶液呈鹼性: CH3COONa + H2O 圖片參考:http://upload.wikimedia.org/math/b/7/8/b78286a473d99ba959caf406cea7e493.png CH3COOH + NaOH 此外,水本身也可以作為催化劑。 淡水短缺問題與對策 地球上水總儲量約為1.36x1018m3,但除去海洋等鹹水資源外,只有2.5%為淡水。淡水又主要以冰川和深層地下水的形勢存在,河流和湖泊中的淡水僅占世界總淡水的0.3%。 世界氣象組織於1996年初指出:缺水是全世界城市面臨的首要問題,估計到2050年,全球有46%的城市人口缺水。對於水資源稀少的地區來說,水已經超出生活資源的範圍,而成為戰略資源,由於水資源的稀有性,水戰爭爆發的可能性越來越高。 為讓全世界都關心淡水資源短缺的問題,第47屆聯合國大會確定每年3月22日為世界水日。 水文化 水在科學、哲學、宗教、文學、美術、體育、神話等中都有所體現。 水的利用 水是人類生活的重要資源,特別是農業需要大量水進行灌溉,人類文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水邊建立,以解決灌溉、飲用和排污問題。在人類日常生活中,水在飲用、清潔、洗滌等方面的作用不可或缺。 隨著科學技術的發展,人們興修水利,與水澇害和洪水等自然災害作鬥爭。因此形成了一些專門與水有關的研究領域,如水力學,水文科學,水處理等,甚而產生了以水為生的產業水產業。 工業生產和化工生產大量使用這種廉價的原料。但未經處理的廢水的任意排放就會造成水污染。為了解決這一問題,污水的處理就變得十分必要。 (見水污染和污水處理。)





1.減緩氣溫的變化--水的熱容量很大,可儲存大量的熱。也因此水比其他物質冷卻得慢,它的溫度直接影響了地球的氣溫。2.維持體溫--水的汽化熱很高,一克水需要540卡才能蒸發-約為一克汽油蒸發所須能量的七倍。同時,一克冰凝結成水會釋放540卡。這個特性是太陽熱量可傳佈全球的重要因素,也是人可維持體溫的原因。3.幫助傳送熱能–水在液體中是傳熱比較快的物質,並具有高度流動性,可將所儲熱量由一地帶至另一地,所以海洋便可以把太陽的熱量傳到地球每一個角落。4.分解物質--水能分解污穢,所以成為我們常用的的清潔劑。然而水因能溶解很多物質,故也易受污染。5.保護水生生物--水是唯一結冰時擴張膨脹的物質,在極地天氣寒冷,水從頂部向下結凍。冰浮在水面上,令水底能保持一定溫度。若無這種性質,水生生物將不存在。參考資料:me地球上的冰山溶化出來的


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失蹤1年 被發現已是冰冷遺體

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